Воздухозаборник

Полезная модель относится к авиационной технике, а конкретно к размещению на летательных аппаратах (ЛА) заборников первичного воздуха, и может быть использована в воздухозаборных устройствах (ВЗУ) сверхзвуковых ЛА. Предлагаемой полезной моделью решаются технические задачи упрощения модели расчета ВЗУ, значительного упрощения технологии изготовления поверхности торможения и поверхностей переходных и дозвуковых каналов; а также устранения скачков уплотнения, отрыва течения, вихреобразования в ВЗУ, и, как следствие, уменьшения лобового сопротивления ЛА и улучшения характеристик ВЗУ; расширения диапазона работы ВЗУ. Для достижения названных технических результатов в воздухозаборнике, содержащем поворотную поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока, переходный и дозвуковой каналы, дефлектор пограничного слоя, фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности, поворотная поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока выполнена в виде трех плоских участков, а переходный и дозвуковой каналы выполнены из сопряженных плоских поверхностей, фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности выполнены в виде размещенного внутри конструкции воздухозаборника единого механизма раскладки, выполненного с возможностью фиксации позиции поверхности торможения, соответствующей низким высотам и малым числам Маха полета, и позиции, соответствующей большим высотам и числам Маха полета.

Полезная модель относится к авиационной технике, а конкретно к размещению на летательных аппаратах (ЛА) заборников первичного воздуха, и может быть использована в воздухозаборных устройствах (ВЗУ) сверхзвуковых ЛА.

Известен воздухозаборник (патент РФ №2078717), который принят за прототип, содержащий поворотную криволинейную поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока, криволинейные переходный и дозвуковой каналы, дефлектор пограничного слоя, расположенные снаружи на корпусе фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности, выполненные в виде защелок.

Общими признаками с предлагаемым техническим решением являются следующие - воздухозаборник содержит поворотную поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока, переходный и дозвуковой каналы, дефлектор пограничного слоя, фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности.

Недостатками данной конструкции являются:

1. Сложные конфигурации поворотной поверхности торможения и поверхностей переходного и дозвукового каналов, что приводит к необходимости создания очень сложной модели расчета и существенно усложняет технологию их изготовления.

2. Расположение фиксаторов открытого и закрытого положений поверхности торможения во внешнем потоке за и перед поверхностью торможения, что приводит к появлению скачков уплотнения, отрыву течения, вихреобразованию и, как следствие, к увеличению лобового сопротивления ЛА и ухудшению характектеристик ВЗУ.

3. Наличие у устройства лишь одного неоптимизированного рабочего положения (промежуточное положение, служит для выталкивания

стартового двигателя, располагаемого внутри ВЗУ и расположенной за ним камере сгорания).

Предлагаемой полезной моделью решаются технические задачи упрощения модели расчета ВЗУ, значительного упрощения технологии изготовления поверхности торможения и поверхностей переходных и дозвуковых каналов; а также устранения скачков уплотнения, отрыва течения, вихреобразования в ВЗУ, и, как следствие, уменьшения лобового сопротивления ЛА и улучшения характеристик ВЗУ; расширения диапазона работы ВЗУ.

Для достижения технического результата - упрощения модели расчета и упрощения технологии изготовления в воздухозаборнике, содержащем поворотную поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока, переходный и дозвуковой каналы, дефлектор пограничного слоя, фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности, поворотная поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока выполнена в виде трех плоских участков, а переходный и дозвуковой каналы выполнены из сопряженных плоских поверхностей.

Кроме того, для устранения скачков уплотнения, отрыва течения, вихреобразования в ВЗУ, и, как следствие, уменьшения лобового сопротивления ЛА и улучшения характеристик ВЗУ, фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности выполнены в виде размещенного внутри конструкции воздухозаборника единого механизма раскладки, а для расширения диапазона работы ВЗУ, единый механизм раскладки выполнен с дополнительной возможностью фиксации позиции поверхности торможения, соответствующей низким высотам и малым числам Маха полета, и позиции, соответствующей большим высотам и числам Маха полета. При этом лучший результат в позиции поверхности торможения для низких высот и малых чисел Маха полета достигается, когда плоский участок поверхности торможения на входе в воздухозаборник размещен параллельно образующей корпуса.

Отличительными признаками предлагаемого воздухозаборника от указанного выше является то, что поворотная поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока выполнена в виде трех плоских участков, а переходный и дозвуковой каналы выполнены из сопряженных плоских поверхностей, а также дополнительно, что фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности выполнены в виде размещенного внутри конструкции воздухозаборника единого механизма раскладки, который может быть выполнен с дополнительной возможностью фиксации позиции поверхности торможения, соответствующей низким высотам и малым числам Маха полета, и позиции, соответствующей большим высотам и большим числам Маха полета, и что в позиции поверхности торможения для низких высот и малых чисел Маха полета плоский участок поверхности торможения на входе в воздухозаборник размещен параллельно образующей корпуса.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков достигается следующий технический результат:

1. Упрощается расчет - вместо создания специальных сложных программ расчета криволинейных изоэнтропических поверхностей возможен расчет с помощью таблиц.

2. Упрощается технология изготовления поворотной поверхности торможения и поверхностей переходного и дозвукового каналов; так как вместо сложных криволинейных шаблонов применяются более простые.

При этом при упрощении расчетов и технологии практически не меняется уровень потерь полного давления в воздухозаборнике.

3. Уменьшается лобовое сопротивление ЛА; улучшаются характеристики ВЗУ.

4. Расширяется диапазон работы ВЗУ.

В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации решений, содержащих аналогичные признаки, не обнаружено. Таким образом, можно сделать заключение о том, что предложенное

устройство не известно из уровня техники, и, следовательно, соответствует критерию охраноспособности «новое».

Предложенное техническое решение может найти применение при создании ВЗУ сверхзвуковых ЛА, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию охраноспособности « промышленно применимо».

Предлагаемый воздухозаборник иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.

На фиг.1 изображен воздухозаборник в закрытом положении.

На фиг.2 изображен воздухозаборник в открытом положении, для низких высот и малых чисел Маха полета.

На фиг.3 изображен воздухозаборник в открытом положении для больших высот и чисел Маха полета.

На фиг.4, изображено место Ж фиг.1

На фиг.5 изображено сечение Б-Б.фиг.1.

Представленный на фиг.1-5 воздухозаборник содержит поверхность торможения, выполненную из трех плоских поверхностей 1, 2, 3, ось поворота 4 поверхности торможения, переходный и дозвуковой каналы, выполненные из сопряженных плоских поверхностей 5, 6, 7, 8, 9, дефлектор пограничного слоя 21. Для фиксации поворотной поверхности торможения выполнен единый механизм раскладки, закрытый кожухом 10, состоящий из следующих элементов: кронштейна 11, скрепленного с поверхностью торможения, кронштейна 12, скрепленного с неподвижным корпусом 13, на котором установлен корпус 14, подпружиненных фиксаторов 15, 16, 17, входящих в соответствующие отверстия 18, 19, 20, управляющего цилиндра 22.

Устройство работает следующим образом: в открытом положении набегающий на воздухозаборник поток воздуха захватывается и последовательно поворачивается плоскостями 1, 2, 3 поверхности торможения; частично заторможенный перед плоскостью входа сверхзвуковой поток продолжает тормозиться в переходном и дозвуковом

каналах (поверхности 5, 6, 7, 8, 9), вплоть до камеры сгорания, обеспечивая потребное давление работы в камере сгорания.

В закрытом положении фиксация производится следующими элементами: фиксатор 15, установленный в корпусе 14 заведен в соответствующее отверстие 18; по сигналу системы управления приводится в действие пиропатрон и на фиксатор 15 подается вырабатываемый пиропатроном газ высокого давления, фиксатор 15 отжимается вправо; по следующему сигналу управляющий цилиндр 22 открывает заборник, при этом остальные два подпружиненных фиксатора 16, 17 скользят по поверхности кронштейна 12; когда отверстие 19 совпадает с фиксатором 16, устанавливается положение поверхности торможения, соответствующее малым высотам и числам Маха (фиг.2); в этом же положении из камеры двигателя выбрасывается стартовый двигатель; поверхность 1 при этом устанавливается параллельно набегающему потоку, что обеспечивает наиболее приемлемые расход воздуха и другие характеристики ВЗУ для данного режима.

Аналогично устанавливается положение поверхности торможения для больших высот и чисел Маха (фиг.3).

1. Воздухозаборник, содержащий поворотную поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока, переходный и дозвуковой каналы, дефлектор пограничного слоя, фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности, отличающийся тем, что поворотная поверхность торможения сверхзвукового воздушного потока выполнена в виде трех плоских участков, а переходный и дозвуковой каналы выполнены из сопряженных плоских поверхностей.

2. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что фиксаторы открытого и закрытого положений поворотной поверхности выполнены в виде размещенного внутри конструкции воздухозаборника единого механизма раскладки.

3. Воздухозаборник по п.2, отличающийся тем, что единый механизм раскладки выполнен с дополнительной возможностью фиксации позиции поверхности торможения, соответствующей низким высотам и малым числам Маха полета, и позиции, соответствующей большим высотам и большим числам Маха полета.

4. Воздухозаборник по п.3, отличающийся тем, что в позиции поверхности торможения для низких высот и малых чисел Маха полета плоский участок поверхности торможения на входе в воздухозаборник размещен параллельно образующей корпуса.